Un implant pliable tapote le système nerveux sans l'endommager

De nos jours, la médecine entretient toutes sortes de plans ambitieux pour lire les signaux cérébraux pour contrôler les fauteuils roulants ou utiliser l'électronique pour contourner les blessures à la colonne vertébrale. Mais la plupart de ces idées d'implants qui peuvent s'interfacer avec le système nerveux se heurtent à un problème de matériaux de base : les fils sont rigides et les corps sont mous.

Un implant composé de fils de silicone et d'or est aussi extensible que le tissu humain.

Cela a motivé certains chercheurs de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, en Suisse, à concevoir un implant électronique souple et flexible, qui, selon eux, a la même capacité de se plier et de s'étirer que la dure-mère, la membrane qui entoure le cerveau et la moelle épinière.

Les scientifiques, dont Gregoire Courtine , ont déjà montré que les implants peuvent permettre à des souris atteintes de lésions médullaires de marcher à nouveau. Ils l'ont fait en envoyant des modèles de chocs électriques à la moelle épinière via des électrodes placées à l'intérieur de la colonne vertébrale (voir Des rats paralysés font 1 000 pas, orchestrés par ordinateur). Mais les fils rigides ont fini par endommager le système nerveux des souris.

Alors Courtine a rejoint ingénieur électricien Stéphanie Lacour (voir Innovators Under 35, 2006 : Stéphanie Lacour) pour proposer un nouvel implant qu'ils appellent e-dura. Il est composé de silicone souple, de fils d'or extensibles et d'électrodes caoutchouteuses mouchetées de platine, ainsi que d'un microcanal à travers lequel les chercheurs ont pu pomper des médicaments.

Les travaux s'appuient sur les progrès continus de l'électronique flexible. D'autres scientifiques ont construit des patchs qui correspondent aux propriétés de la peau et comprennent des circuits, des capteurs ou même des radios (voir Stick-On Electronic Tattoos ).

Ce qui est nouveau, c'est la façon dont l'électronique extensible fusionne avec un effort croissant pour inventer de nouvelles façons d'envoyer et de recevoir des signaux des nerfs (voir la nouvelle boîte à outils des neurosciences). Les gens repoussent les limites parce que tout le monde veut interagir avec précision avec le cerveau et le système nerveux, explique Polina Anikeeva, scientifique des matériaux au MIT, qui développe des fils de fibre optique ultrafins comme une manière différente d'interagir avec le tissu neural.

La raison pour laquelle les électrodes en métal ou en plastique causent éventuellement des dommages ou cessent de fonctionner est qu'elles provoquent une compression et des lésions tissulaires. Un implant rigide, même s'il est très fin, ne s'étirera toujours pas comme le fait la moelle épinière. Il glisse contre le tissu et provoque beaucoup d'inflammation, dit Lacour. Lorsque vous vous penchez pour attacher vos lacets, la moelle épinière s'étire de plusieurs pour cent.

L'implant imite une propriété des tissus humains appelée viscoélasticité, quelque part entre le caoutchouc et un fluide très épais. Pincez la peau de votre main avec force et elle se déformera, mais reviendra ensuite en place.

En utilisant l'implant flexible, les scientifiques suisses ont rapporté aujourd'hui dans la revue La science qu'ils pourraient surmonter les blessures à la colonne vertébrale chez les rats en l'enroulant autour de la moelle épinière et en envoyant des signaux électriques pour faire bouger les pattes arrière du rongeur. Ils ont également pompé des produits chimiques pour améliorer le processus. Après deux mois, ils ont vu peu de signes de lésions tissulaires par rapport aux électrodes conventionnelles, ce qui a fini par provoquer une réaction immunitaire et altérer la capacité de l'animal à se déplacer.

Le but ultime de ce type de recherche est un implant qui pourrait restaurer la capacité de marcher d'une personne paralysée. Lacour dit que c'est encore loin, mais pense que cela impliquera probablement de l'électronique douce. Si vous voulez une thérapie pour les patients, vous voulez vous assurer qu'elle peut durer dans le corps, dit-elle. Si nous pouvons faire correspondre les propriétés du tissu neural, nous devrions avoir une meilleure interface.

cacher